北斗Ⅱ卫星导航系统星座仿真分析研究

针对北斗Ⅱ卫星导航星座中卫星位置不确定问题,改进并完善了正在筹建中的北斗Ⅱ卫星导航星座布局,在此基础上仿真分析了我国区域性导航系统以及北斗Ⅱ卫星导航星座的多星覆盖、位置精度衰减因子(position dilution of preci-sion,PDOP),给出了覆盖性能、导航定位精度等导航星座系统性能。仿真结果表明,北斗Ⅱ卫星导航系统多星覆盖及PDOP性能相对优于GPS导航星座,尤其适用于我国及周边地区。通过对不同最低仰角下北斗II导航星座及GPS星座多星覆盖变化分析,确定了各星座多星覆盖与仰角的关系以及变化特征,为北斗II导航系统组建工作以及应用终端设计提供了依据。     

基于STK的BDS星座仿真和性能分析

利用卫星仿真工具包(STK)设计和建立了北斗卫星导航系统(BDS)的全球星座;在此基础上,选取南北半球不同经纬度的11个城市作为观测点,分别获得了BDS和全球定位系统(GPS)的可见星数和几何精度衰减因子(GDOP)的值,并按照5°×5°的空间分辨率,仿真了全球范围内BDS和GPS的可见星数和GDOP值;仿真结果表明,全球星座的BDS具有与GPS同样优良的导航性能,其在亚太地区的性能甚至更优于GPS,完全可以为用户提供高性能的满足所需导航性能(RNP)的导航服务。     

基于分解思想的导航星座多目标优化

导航星座多目标优化是寻找既能满足设计指标又能使代价最小的理想导航星座。首先,建立了一种由中轨道卫星(MEO)、地球静止轨道卫星(GEO)和倾斜同步轨道卫星(IGSO)组成的混合星座构型模型,并提出一种将星座性能和星座成本作为目标函数的多目标导航星座优化方法,其次,分析了优化目标函数加权几何精度因子WGDOP、可见星数目M和导航星座成本的选择及计算方法,并将基于分解思想的多目标优化算法(MOEA/D)引入导航星座优化中。最后,建立了导航星座多目标优化的数学模型,对基于北斗系统的混合星座进行优化,提出一种新的北斗系统的优化方案。     

一种MANS自主导航系统的导航精度分析

对基于ＭＡＮＳ导航敏感器的卫星自主导航系统，本文使用编制的计算机仿真软件，通过数学仿真给出了地球，太阳和月球的各种测量误差下的系统导航精度；分析了敏感器的安装误差，卫星轨道的偏心率和倾角，导航滤波器中的卫星轨道动力学模型和滤波器更新周期等对导航精度的影响。     

考虑地形影响的卫星导航性能评估方法

研究准确评估导航性能,针对地形因素会影响导航卫星的可见性,为了准确评估地形复杂地区对卫星导航的性能的影响,在仿真模型中引入地形影响因素.利用可视域分析理论完善了卫星可见性的判断依据,给出了考虑地形影响时可见卫星颗数和精度因子的分析模型,做为指标对卫星导航性能进行评估.结合机场终端区数字高程模型、卫星星历、航图等数据,对...     

GNSS几何性能仿真分析

卫星的可见性和几何性能制约着导航定位精度以及定位可用性等.在分析卫星可见性和PDOP理论基础上,为提高导航定位精度,以北京地区为例,使用基于星座轨道模型方向余弦的计算方法,研究分析了三系统的卫星可见性随截止高度角的变化关系,对GDOP值的变化进行仿真试验.同时对在低纬度地区、中纬度地区以及高纬度地区的GDOP值变化做了对比分析.试验结果表明,Galileo系统的卫星满足定位要求,GPS和GLONASS(不包括增强系统)缺少稳定性;在低纬度区域,Galileo几何性能优于GPS,GPS优于GLONASS;在高纬度地区GLONASS具有最优的几何性能,GPS次之,而Galileo则极不稳定.     

基于卫星／平流层飞艇的区域导航系统设计

针对卫星/捷联惯导组合导航系统中卫星信号易受干扰的问题,为提高导航的精度和可靠性,提出了一种新的基于卫星和平流层飞艇的区域导航系统.根据区域导航平台,利用组合导航的模式,建立了同步卫星/捷联惯导/平流层飞艇组合导航的状态方程和量测方程,选取自适应联邦滤波算法作为组合导航的信息融合算法,形成联合滤波器,要以弥补卫星导航中信号易受影响的问题.最后设计开发了区域导航仿真系统,通过数字仿真表明,与卫星/捷联惯导组合导航系统相比,区域导航系统具有较高的导航精度和较好的可靠性.     

伪卫星在北斗导航系统中的布局研究

目前我国的北斗导航定位系统只能实现二维有源定位,这就大大限制了北斗导航系统的应用;采用伪卫星不但可以辅助增强北斗定位系统实现三维无源定位,提高定位精度,而且也可以单独组网并在区域范围内代替卫星导航系统进行独立定位;由于卫星定位系统的精度与卫星数目以及几何布局有着很大的关系,应用拉格朗日法,通过数学推导和仿真分析,研究了伪卫星数目以及布局对系统定位精度的影响,得出了伪卫星布局的相应结论。     

一种新的导航卫星星座选择算法

传统卫星导航定位中广泛采用四面体体积最大法来选择星座,该方法以牺牲定位精度提高星座选择速度。本文提出了基于雅可比法计算几何精度因子,以几何精度因子最小为依据选择星座的新算法。仿真结果表明,新算法既能满足实时性的定位要求,又可以不牺牲精度。     

北斗“一箭双星”,开启卫星应用黄金十年

2012年4月30日,我国成功发射的两颗北斗导航卫星是我国北斗卫星导航系统首次采用"一箭双星"方式发射的导航卫星,也是我国首次采用"一箭双星"方式发射两颗地球中高轨道卫星。这次发射的两颗卫星是北斗卫星导航系统的第十二、十三颗组网卫星。本次"一箭双星"方式发射北斗导航卫星,是对所有北斗人的最大鞭策和鼓舞,它们的成功发射,对改善和提高北斗卫星导航系统所覆盖区域的导航定位精度,具有划时代的意义。在此之前,由中国卫星应用产业联盟、中国物联网产业协会、香港嵌入式物联网研究院联合举办,由北京时代民芯科